給水排水工程CAD實(shí)踐教學(xué)改革探索

童玲，陳偉勝，2，蔣蒙賓

(1.華北水利水電學(xué)院環(huán)境與市政工程學(xué)院，鄭州 450011;

2.中國(guó)海洋大學(xué)海洋環(huán)境與生態(tài)教育部重點(diǎn)試驗(yàn)室，山東青島 266100)

給水排水工程CAD實(shí)踐教學(xué)改革探索

童玲1，陳偉勝1，2，蔣蒙賓1

(1.華北水利水電學(xué)院環(huán)境與市政工程學(xué)院，鄭州 450011;

2.中國(guó)海洋大學(xué)海洋環(huán)境與生態(tài)教育部重點(diǎn)試驗(yàn)室，山東青島 266100)

培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力是大學(xué)教育的重要目標(biāo)之一。根據(jù)給水排水工程CAD課程的特點(diǎn)，結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，對(duì)教學(xué)內(nèi)容以及教學(xué)方法等方面進(jìn)行了改革探索，通過(guò)及時(shí)充實(shí)新理論、新方法，采用現(xiàn)代化手段開(kāi)展教學(xué)，在教學(xué)中強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)理念，提倡理論與實(shí)踐并重，培養(yǎng)學(xué)生的參與意識(shí)、設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力。

給水排水工程;輔助設(shè)計(jì);實(shí)踐能力;教學(xué)改革

給水排水工程CAD是給水排水工程專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)課程，本課程主要目的是使學(xué)生理解計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的概念及計(jì)算機(jī)繪圖的方法，使學(xué)生初步具備計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的能力，切實(shí)提高在工作中應(yīng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、計(jì)算及設(shè)計(jì)思想圖紙表達(dá)的能力，該課程在現(xiàn)代給水排水工程設(shè)計(jì)中有著不可替代的作用。因此，熟練掌握運(yùn)用給水排水工程CAD成為給水排水專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生的基本專(zhuān)業(yè)素質(zhì)。

目前國(guó)內(nèi)諸多給水排水CAD專(zhuān)業(yè)軟件依然存在許多不太完美的地方，主要問(wèn)題在于各軟件之間的兼容性以及軟件內(nèi)部的計(jì)算與繪圖功能的結(jié)合。［1］當(dāng)前的很多教材是簡(jiǎn)單的繪圖技術(shù)的介紹，與專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程契合不夠緊密，不太適合作為專(zhuān)業(yè)CAD課程的教材使用。通過(guò)對(duì)學(xué)生的課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等實(shí)踐環(huán)節(jié)結(jié)果的調(diào)查分析，筆者發(fā)現(xiàn)學(xué)生在使用CAD進(jìn)行設(shè)計(jì)過(guò)程中，缺乏與專(zhuān)業(yè)知識(shí)結(jié)合的能力，缺少一種系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想，CAD成了一種電子繪圖的工具。針對(duì)這些問(wèn)題，筆者對(duì)現(xiàn)有的教學(xué)方法、理念、思想等重新進(jìn)行了反思，進(jìn)行了一些針對(duì)性的改革探索，根據(jù)專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，著重加強(qiáng)了實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，旨在進(jìn)一步提高學(xué)生的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)和工程設(shè)計(jì)緊密結(jié)合的實(shí)踐能力。

一、給水排水工程CAD課程教學(xué)內(nèi)容及特點(diǎn)

給水排水工程CAD(Water and Waste Water Computer Aided Design)是指結(jié)合給水排水專(zhuān)業(yè)技術(shù)，通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)輔助進(jìn)行給水排水工程設(shè)計(jì)的一門(mén)應(yīng)用性很強(qiáng)的新興技術(shù)。它強(qiáng)調(diào)的是給水排水工程設(shè)計(jì)(專(zhuān)業(yè)技術(shù))和計(jì)算機(jī)輔助(現(xiàn)代高級(jí)設(shè)計(jì)手段)兩個(gè)方面的有機(jī)結(jié)合。只有加強(qiáng)CAD技術(shù)與專(zhuān)業(yè)課程的系統(tǒng)緊密契合，才能真正實(shí)現(xiàn)輔助設(shè)計(jì)目標(biāo)，離開(kāi)專(zhuān)業(yè)課程的基礎(chǔ)，CAD只能是一個(gè)代替手工繪圖的工具。只有真正從思想上把CAD技術(shù)作為輔助的技術(shù)手段，把CAD與給水排水專(zhuān)業(yè)內(nèi)容有機(jī)地融合起來(lái)，才能真正實(shí)現(xiàn)和充分發(fā)揮給水排水CAD輔助專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)的功能，提升學(xué)生的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)，這一點(diǎn)是實(shí)踐教學(xué)改革的主題。

給水排水工程專(zhuān)業(yè)在水的利用、處理中的設(shè)計(jì)、施工、管理、運(yùn)營(yíng)等方面都發(fā)揮著重要作用，在城市市政工程建設(shè)、水資源開(kāi)發(fā)與利用、污水資源化以及環(huán)境保護(hù)中均有顯著作用。涉及的專(zhuān)業(yè)課程有水泵與水泵站、管網(wǎng)工程、水處理工程、建筑給水排水工程等，這些課程對(duì)于計(jì)算、設(shè)備與圖形的結(jié)合都有較高的要求。而諸如水力計(jì)算、水頭損失計(jì)算、流量計(jì)算以及各種設(shè)備、構(gòu)筑物的計(jì)算及圖紙繪制都是比較繁瑣的，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中通常要借助于查表、直尺和目估，往往存在比較大的誤差;在實(shí)際教學(xué)過(guò)程學(xué)生在采用CAD進(jìn)行設(shè)計(jì)過(guò)程中依然是傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的翻版，未能考慮平面圖和系統(tǒng)圖的有機(jī)結(jié)合與相關(guān)性，僅僅只是繪圖的工具發(fā)生了變化而已。

教學(xué)團(tuán)隊(duì)在認(rèn)識(shí)到課程特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，對(duì)于課程的教學(xué)計(jì)劃、教學(xué)大綱的制定、教材選擇、實(shí)驗(yàn)的安排、教學(xué)方法等方面均進(jìn)行了詳細(xì)的探討和研究，在推進(jìn)課程教學(xué)改革過(guò)程中做了如下一些嘗試和探索。

二、強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)的核心理念，做好教學(xué)準(zhǔn)備工作

教學(xué)理念和教學(xué)模式需要根據(jù)教學(xué)的實(shí)際情況和效果隨時(shí)做出調(diào)整和改變，在工科專(zhuān)業(yè)教學(xué)過(guò)程中一定要強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)，時(shí)刻提倡理論與實(shí)踐并重的思想，注重加強(qiáng)課程教學(xué)中的實(shí)踐環(huán)節(jié)。課程教材按照給水排水工程專(zhuān)業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)的推薦選擇中國(guó)建筑工業(yè)出版社出版的《給水排水工程CAD》(王榮和主編)，考慮到教材深度及實(shí)踐應(yīng)用的難度，結(jié)合學(xué)科專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)及CAD發(fā)展現(xiàn)狀，選用化學(xué)工業(yè)出版社出版的《水處理工程CAD技術(shù)應(yīng)用及實(shí)例》作為輔助教材，并把其它一些教材里面的經(jīng)典內(nèi)容及理念穿插講述，起到了較好的教學(xué)效果。

工程制圖基礎(chǔ)是給水排水工程CAD設(shè)計(jì)繪圖的基礎(chǔ)，主要講解設(shè)計(jì)繪圖的基本原理和基礎(chǔ)方法。如果不學(xué)習(xí)工程制圖基礎(chǔ)，盲目學(xué)習(xí)CAD，就只能是空中樓閣。［2，3］鑒于此，我們?cè)诮虒W(xué)計(jì)劃中把工程制圖基礎(chǔ)安排在給水排水工程CAD課程開(kāi)課前一學(xué)年，通過(guò)工程制圖基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)，掌握繪圖原理和計(jì)算機(jī)繪圖方法、技巧，為后續(xù)的給水排水工程CAD的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。

三、加強(qiáng)理論教學(xué)和實(shí)踐練習(xí)的結(jié)合

給水排水工程CAD作為一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，具有很強(qiáng)的實(shí)踐特點(diǎn)，教學(xué)過(guò)程重在強(qiáng)化動(dòng)手能力的培養(yǎng)，弱化基礎(chǔ)理論的掌握，應(yīng)著重強(qiáng)化設(shè)計(jì)整體的速度與準(zhǔn)確度，只有著重于系統(tǒng)的實(shí)踐訓(xùn)練，才能使學(xué)生熟練應(yīng)用CAD軟件、高效地表達(dá)自己的設(shè)計(jì)思想。理論教學(xué)利用多媒體進(jìn)行講述，并輔助以足夠的上機(jī)實(shí)踐練習(xí)，上機(jī)操作安排在多媒體授課之后，保證學(xué)生能及時(shí)利用課堂上講授的內(nèi)容進(jìn)行上機(jī)實(shí)踐。在上機(jī)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)和解決學(xué)生普遍存在的疑難問(wèn)題，通過(guò)系統(tǒng)的實(shí)踐訓(xùn)練，加深對(duì)給水排水工程CAD軟件在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)用的理解和把握。

四、加強(qiáng)CAD與給水排水工程專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)踐的結(jié)合

繪圖和計(jì)算是給水排水CAD的主要任務(wù)，專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)思想的完整表達(dá)對(duì)于圖紙繪制的水平要求較高，而設(shè)計(jì)圖紙的專(zhuān)業(yè)與準(zhǔn)確又對(duì)計(jì)算有著很高的要求。［4］為此，在授課過(guò)程中摒棄以往計(jì)算機(jī)繪圖教學(xué)過(guò)程中以講述分散命令為主的教學(xué)模式，以系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想為指導(dǎo)，通過(guò)專(zhuān)業(yè)圖紙把分散命令和專(zhuān)業(yè)知識(shí)進(jìn)行有效融合，在專(zhuān)業(yè)圖紙的設(shè)計(jì)、計(jì)算、繪制過(guò)程中完整展示專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)全過(guò)程。從設(shè)計(jì)任務(wù)入手，由外入內(nèi)，由淺入深，層層深入，逐步講解，由分散變?yōu)橄到y(tǒng)，通過(guò)專(zhuān)業(yè)實(shí)例設(shè)計(jì)的全過(guò)程教學(xué)，使學(xué)生加強(qiáng)對(duì)專(zhuān)業(yè)的理解和認(rèn)知，不僅增強(qiáng)了學(xué)習(xí)興趣，還加強(qiáng)了對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)系統(tǒng)的復(fù)習(xí)鞏固，通過(guò)典型實(shí)例講解，讓學(xué)生在設(shè)計(jì)實(shí)踐中充分理解繪圖界限、圖層、輔助線、文字、標(biāo)注、線寬及線型、圖塊等的概念及實(shí)用意義。給水排水工程設(shè)計(jì)中管網(wǎng)水力計(jì)算、水頭損失、管段流量、管網(wǎng)平差等是否準(zhǔn)確對(duì)設(shè)計(jì)的合理及準(zhǔn)確起到?jīng)Q定性影響。充分利用計(jì)算機(jī)對(duì)復(fù)雜數(shù)學(xué)模型求解的快速與精確的特點(diǎn)，充分提高設(shè)計(jì)效率與設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。在教學(xué)過(guò)程中充分展示這方面的功能與實(shí)例，使學(xué)生深刻領(lǐng)會(huì)和掌握給水排水工程CAD強(qiáng)大而有效的計(jì)算功能。

CAD繪圖的另一個(gè)顯著優(yōu)勢(shì)在于可以減輕傳統(tǒng)繪圖過(guò)程中繁瑣而重復(fù)的圖件。繪制通過(guò)簡(jiǎn)單的復(fù)制、鏡像和陣列功能可以完成部分重復(fù)的工作，使這些工作出現(xiàn)質(zhì)的飛躍。教會(huì)學(xué)生把涉及到的各種設(shè)備及材料按照專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)繪制并保存為圖塊，然后逐步建立屬于自己的專(zhuān)業(yè)圖庫(kù)，配合工具欄及菜單的自我定義實(shí)現(xiàn)對(duì)CAD系統(tǒng)的二次開(kāi)發(fā)。通過(guò)CAD軟件功能的自主開(kāi)發(fā)，促進(jìn)學(xué)生深入理解CAD軟件的架構(gòu)和軟件專(zhuān)業(yè)技術(shù)思想，從而對(duì)更加順利而明確地表達(dá)自己的設(shè)計(jì)意圖，完善設(shè)計(jì)工具，提高設(shè)計(jì)效率。

在加強(qiáng)給水排水工程CAD的實(shí)踐教學(xué)改革過(guò)程中，教師在教學(xué)實(shí)踐中運(yùn)用先進(jìn)教學(xué)方法，提高學(xué)生進(jìn)行工程系統(tǒng)設(shè)計(jì)的實(shí)踐能力，真正實(shí)現(xiàn)CAD在設(shè)計(jì)中的輔助功能。這些改革嘗試對(duì)于新型課程體系建設(shè)及教學(xué)水平提高和學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

［1］陳淑芬，譚鳳訓(xùn)，武道吉.給水排水CAD課程教學(xué)改革探討［J］.高等建筑教育，2007，16(2):127－130.

［2］周繼軍，陳納.環(huán)境工程CAD課程的教學(xué)實(shí)踐探索［J］.河南工程學(xué)院學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2010，22(1):69－72.

［3］羅曉良.建筑制圖與AutoCAD課程教學(xué)改革探討［J］.科技信息，2008，(21):581－582.

［4］楊松林.水處理工程CAD技術(shù)應(yīng)用及實(shí)例［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2002.

On Strengthening the Reform of Practicality in the Course of Water and Waste Water CAD

TONG Ling1，CHEN Wei－sheng1，2，JIANG Meng－bin1
(1.Institute of Environmental and Municipal Engineering，North China University of Water Conservancy and Electric Power，Zhengzhou450011; 2.The Key Laboratory of Ocean Environment and Ecology，Ministry of Education，Ocean University of China，Qingdao266100)

Training the students＇practical ability is one of the important goals in university education.Based on the characteristics of the course of water and waste water CAD，combining with teaching practice，the paper concludes the exploration of strengthening the reform of practicality in course through teaching concept，contents and methods and adopt modern ways to teach by timely enriching new theories.In the process of teaching，we should intensify the concept of practical teaching，pay equal attention to theory and practice，cultivate students＇consciousness of participation，students＇design ability and creative ability.

water and waste water;CAD;practical ability;teaching reform

TU991－42

A

1009－2080(2012)03－0055－02

(責(zé)任編輯:劉學(xué)偉)

2012－03－18

童玲(1979－)，女，湖北襄陽(yáng)人，華北水利水電學(xué)院環(huán)境與市政工程學(xué)院講師，博士研究生。